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Eine Frage zum Gebiet der Astronomie- Universum-Ausdehnung


 
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Gliese581
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BeitragVerfasst am: 24.08.2019 22:52    Titel: Antworten mit Zitat

@geomorph, die Sache ist ganz einfach Very Happy
Je weiter ein Objekt entfernt ist, desto größer ist seine Geschwindigkeit, mit der er sich von der Erde entfernt (Hubble-Gesetz). Entfernte Objekte (sehr alte Galaxien z.B.) entfernen sich von uns mit Überlichtgeschwindigkeit. Das ist kein Widerspruch zur Speziellen Relativitätstheorie, da sich keine Objekte bewegen, sondern der Raum zwischen ihnen (Expansion des Weltraums - aber natürlich können die Objekte zusätzlich eine Eigenbewegung haben, aber für die gilt die Grenze < Lichtgeschw.). Mit dem Ereignishorizont hat das nichts zu tun (verstehe nicht ganz, was die Verbindung dazu sein soll - Ereignishorizont gehört zu einem Schwarzen Loch).
Also: das Universum (der Raum) dehnt sich aus - entfernte Galaxien fliehen mit Überlichtgeschwindigkeit.

Übrigens gilt das für jeden Beobachtungspunkt (nicht nur von der Erde aus). Jeder Alien beobachtet das gleiche Phänomen.


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Zwei Dinge sind unendlich, das Universum und die menschliche Dummheit, aber bei dem Universum bin ich mir noch nicht ganz sicher.
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V.K.B.
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BeitragVerfasst am: 24.08.2019 23:04    Titel: Antworten mit Zitat

Ich verstehe auch nicht, wie sich etwas mit Überlichtgeschwindigkeit von uns entfernen soll, wenn Lichtgeschwindigkeit doch das theoretische Maximum ist. Und dann auch noch was Materielles wie Sterne?

Die Aussage, dass für einen mit Lichtgeschwindigkeit fliegenden Raumfahrer und seine Uhr keine Zeit verginge, ist weder richtig noch falsch, sondern schlichtweg nicht wahrheitsfähig. Da Materie über eine Ruhemasse verfügt, könnte man sie gar nicht, auch nicht theoretisch, auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigen. Somit können überhaupt keine Aussagen über einen solchen Raumfahrer gemacht werden, da es ihn im Rahmen des Bezugssystems der Naturgesetze gar nicht geben kann. Das ist in etwa wie die Frage, wie lange und tief man graben müsste, um den Mond zu erreichen.


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Gliese581
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BeitragVerfasst am: 24.08.2019 23:25    Titel: Antworten mit Zitat

V.K.B., die Erklärung habe ich ja gegeben. Es ist der Raum, der sich ausdehnt. Deshalb können sich Sterne/Galaxien mit Überlichtgeschwindigkeit entfernen (und tun das auch). Für die Raumausdehnung gilt die Beschränkung der Spez. Relativitätstheorie nicht.
Und zu Raumschiffen mit Lichtgeschw. hab ich ja geschrieben, dass die nicht erreichbar ist. Aber eine Annäherung an die Lichtgeschwindigkeit ist natürlich möglich - und dann ist die sogenannte Zeitdilatation schon sehr interessant für SF-Romane.


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BeitragVerfasst am: 24.08.2019 23:31    Titel: Antworten mit Zitat

Ja, da hatten sich meine Frage und deine Antwort überschnitten, ich hab die zu tippen begonnen, bevor du geschrieben hast.

Aber ich hab eine neue: Wie trifft man denn Aussagen über etwas, das überhaupt nicht wahrnehmbar ist und zu dem auch kein mathematischer Bezug mehr besteht? Woher wollen wir wissen, dass es Teile vom Universum gibt, die sich mit Überlichtgeschwindigkeit voneinander entfernen, wenn deren Licht uns nie erreichen kann? Welche Verbindung haben wir dann dazu? Wie können wir überhaupt gesichert annehmen, dass das Universum so groß ist, dass solche Bereiche existieren? Oder sind das nur theoretische Werte einer mathematischen Grenzwertberechnung?


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Gliese581
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BeitragVerfasst am: 24.08.2019 23:35    Titel: Antworten mit Zitat

Man kennt die Geschwindigkeit (und Beschleunigung), mit der sich das Universum ausdehnt. Deshalb kann man natürlich auch Berechnungen für Objekte anstellen, die man nicht beobachten kann. Das ist doch kein Widerspruch. Die Beschleunigung hängt übrigens mit der Dunklen Energie zusammen (nicht zu verwechseln mit der Dunklen Materie).

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Gliese581
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BeitragVerfasst am: 24.08.2019 23:41    Titel: Antworten mit Zitat

Noch eine Anmerkung: Man kann natürlich behaupten, dass die Physik einfach nicht mehr gültig ist, wenn man über den Beobachtungshorizont (der heißt so) hinausgeht. Das wäre aber doch ziemlich unplausibel.

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BeitragVerfasst am: 24.08.2019 23:43    Titel: Antworten mit Zitat

Gliese581 hat Folgendes geschrieben:
Man kennt die Geschwindigkeit (und Beschleunigung), mit der sich das Universum ausdehnt. Deshalb kann man natürlich auch Berechnungen für Objekte anstellen, die man nicht beobachten kann. Das ist doch kein Widerspruch.
Von einem Widerspruch habe ich gar nicht gesprochen, da haben wir aneinander vorbeigeredet. Natürlich kann man Berechnungen für nicht beobachtbare Objekte anstellen, aber damit ist ihre Existenz doch nicht bewiesen. So, wie ich ein grün-rotes Zebra annehmen und beschreiben kann, das irgendwo in den entlegensten Winkeln der Erde leben könnte. Ich könnte dem biologisch korrekte Eigenschaften zuschreiben, ohne gegen irgendwelche Naturgesetze zu verstoßen, aber damit wäre seine Existenz noch lange nicht bewiesen. Mein Problem ist hier eher Occham's Razor, wenn du verstehst, was ich meine. Oder: Woher will ich wissen, dass das Universum überhaupt über den Beobachtungshorizont hinausgeht?

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Gliese581
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BeitragVerfasst am: 24.08.2019 23:48    Titel: Antworten mit Zitat

Nee, so richtig verstehe ich nicht, was du meinst. Dass das Universum nicht dort zu Ende ist, wo man es nicht mehr beobachten kann, ist wohl klar. Auch das dort hinter (hinter dem Beobachtungshorizont) die gleichen Gesetze gelten, ist wohl klar. Also gibt es doch gar kein Problem. Der Beobachtungshorizont zeichnet sich ja nur durch die begrenzte Lichtgeschwindigkeit aus. Es gibt überhaupt keinen Grund, warum dahinter keine Galaxien sein sollten. Das wäre ja so, als wenn nur etwas existierte, wenn wir es sehen können.

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BeitragVerfasst am: 24.08.2019 23:52    Titel: Antworten mit Zitat

Gliese581 hat Folgendes geschrieben:
Dass das Universum nicht dort zu Ende ist, wo man es nicht mehr beobachten kann, ist wohl klar.
Nein, mir nicht. Wieso kann man das gesichert annehmen? Das ist mein Verständnisproblem.

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Gliese581
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BeitragVerfasst am: 24.08.2019 23:57    Titel: Antworten mit Zitat

Wir kennen doch ziemlich genau den Zeitpunkt des Urknalls (vor 13,81 Milliarden Jahren), kennen die Ausdehnungsgeschw. usw. Die Beobachtungsgrenze ist doch nur durch die Lichtgeschw. gegeben. Licht von Objekten hinter der Grenze hat uns nur noch nicht erreicht. Das ist alles. Und täglich erweitert sich die Grenze und immer mehr Objekte kommen in den Beobachtungsbereich.
Der Seefahrer behauptet heute ja auch nicht mehr, dass es hinter dem Horizont nicht weiter geht.


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BeitragVerfasst am: 24.08.2019 23:58    Titel: Antworten mit Zitat

Gliese581 hat Folgendes geschrieben:
Das wäre ja so, als wenn nur etwas existierte, wenn wir es sehen können.
Ersetze "sehen" durch "wahrnehmen" oder "messen" und ich stoße dir vermutlich gegen den Kopf, aber: Warum sollte das nicht so sein? Verlassen wir den Raum des Beobachtbaren, greifen dann nicht die Regeln der Quantenphysik und es gibt gar keine feste Materie mehr, sondern nur Energie und Superpositionen, die mit den Regeln unseres materiellen Raums nicht vereinbar sind? Ich denke da an Schödingers Gedankenexperiment, auch wenn das natürlich Unsinn ist, denn die Katze wäre ja selbst ein Beobachter, der die Superposition auflöst.

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Gliese581
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BeitragVerfasst am: 25.08.2019 00:06    Titel: Antworten mit Zitat

Man kann natürlich die Urknalltheorie als Ganzes in Frage stellen. Das ist aber nicht mein Ding.
Ebenfalls könnte man die Quantentheorie in Frage stellen. Aber sie funktioniert phantastisch (ohne sie gebe es kein Smartphone und keinen Fernseher). Aber Theorien (nicht zu verwechseln mit Hypothesen) sind dazu da, um nicht "wahrnehmbares" zu berechnen. Die Relativitätstheorie ist auch nicht bewiesen. Aber sie funktioniert. Ohne sie hätten wir kein Navi … usw. usw.


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BeitragVerfasst am: 25.08.2019 00:25    Titel: Antworten mit Zitat

Ah, okay, jetzt wird's philosophisch. Erstmal vorweg, halte mich bloß nicht für einen Flat-Earth Spinner oder sowas, ich weiß sehr wohl, was Theorien sind und verwechsel das bestimmt nicht mit Hypothesen (da reg ich mich ja immer über die Kreationisten auf, wenn die mit ihrem "Evolutionstheorie ist auch nur ne Theorie" kommen und Hypothese meinen).

Aber Theorien sind Modelle, die für bestimmte Sachverhalte gelten und diese lückenlos erklären, in deren Grenzbereichen aber vielleicht nicht mehr gültig sind. Nimm Newtons Bewegungslehre, eine Theorie, die so ziemlich alles perfekt erklärt, womit ich im Alltag zu tun habe. Die Physik, für die ich die Relativitätstheorie brauche, liegt da erstmal außer meiner Wahrnehmung. Und das hat auch für die Wissenschaft zu Newtons Zeiten gegolten. Als man aber anfing, hinter diesen "Beobachtungshorizont" (jetzt mal umgangssprachlich gebraucht) zu blicken, hat man festgestellt, dass Newton nicht mehr greift. Man hatte allerdings vor dieser Entdeckung keinen Grund, anzunehmen, dass es sich in Grenzbereichen anders verhalten könnte. Verstehst du, worauf ich hinaus will? Die Relativitätstheorie hat gezeigt, dass Newton eben nicht beliebig erweiterbar ist, sondern dass man andere, komplexere Theorien braucht, wenn man über den Horizont hinausgeht. Warum sollte ich dann als gesichert annehmen, dass sich heutige Theorien über den Beobachtungshorizont anwenden ließen, wenn die Erfahrung schon einmal gezeigt hat, dass dem nicht so sein muss?

Aber okay, ich bin Querdenker und stelle gerne alles mögliche in Frage. Weil ich weiß, dass ich nichts weiß. Und auch die Geschichte der Wissenschaft immer voller Irrtümer war, die irgendwann korrigiert werden mussten. Daher bin ich vorsichtig damit, Modelle und Theorien über etwas hinausgehend anzuwenden, als das, wofür sie konzipiert und experimentell belegt wurden.


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geomorph
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BeitragVerfasst am: 25.08.2019 01:40    Titel: Antworten mit Zitat

Gliese581 hat Folgendes geschrieben:
Mit dem Ereignishorizont hat das nichts zu tun (verstehe nicht ganz, was die Verbindung dazu sein soll - Ereignishorizont gehört zu einem Schwarzen Loch).


Den Ereignishorizont, den ich meinte, bezog sich nicht auf das schwarze Loch (Schwarzschildradius) sondern auf das beobachtbare Universum. Ich nahm an, dass dieser Horizont auch sozusagen "das Ende bzw. den Anfang des Universums" darstellt, dass die Hubble Konstante sozusagen mit der Lichtgeschwindigkeit den Urknall erreicht.
Mir war nicht bewusst, dass dem nicht so ist. Ich habe mich gerade noch einmal belesen (gleicher Link wie oben) und in der Tat! Es gibt ein dahinter, was sich (relativ zu uns) mit grösser C von uns wegbewegt. Sehr interessant!

Dann muss ich wieder einmal sagen, vielen Dank gliese, für eine erneute Erweiterung meines Horizontes. Daumen hoch


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Gliese581
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BeitragVerfasst am: 25.08.2019 08:25    Titel: Antworten mit Zitat

@V.K.B, der Beobachtungshorizont ist ja nur eine Größe, die mit der Physik, die dahinter passiert nichts zu tun hat. Es gibt überhaupt keinen plausiblen Grund, warum dahinter plötzlich alles anders sein soll. Es wäre ähnlich dem Horizont auf der Erde. Dahinter läuft alles wie gehabt weiter.
Streng beweisen kann man vieles in der Physik nicht. Es könnte auch einen Gott geben, der die Planeten anschiebt. Oder moderner: die gesamte Welt könnte eine Simulation sein (siehe "Welt am Draht" oder besser Very Happy , mein Buch "Die Welt in einem Sandkorn").


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BeitragVerfasst am: 25.08.2019 12:49    Titel: Antworten mit Zitat

Herrlich, dass es noch jemanden gibt, der bei der Simulatorhypothese mit "Welt am Draht" als Beispiel kommt und nicht mit "Matrix". Auch ein schönes Beispiel für Relativität: Wenn ich sowas lese, fühle ich mich gleich ein bisschen jünger (weil an alte Zeiten erinnert), wobei es eigentlich nur zeigt, wie alt wir geworden sind  Cool

Wobei, ich sag da ja immer, das Universum ist nur der Traum einer Bergziege in den Alpen, die das von zwei Hippiewanderern vergessene Dope gefressen hat. Das würde eine Menge erklären. Very Happy

Spaß beiseite, danke für deine Antworten, die waren sehr erhellend.


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Rainer Prem
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BeitragVerfasst am: 26.08.2019 09:36    Titel: Antworten mit Zitat

geomorph hat Folgendes geschrieben:
Gliese581 hat Folgendes geschrieben:
… und es gibt Sterne, die wir nie sehen  werden (auch nicht, wenn die Erde und wir Menschen unendlich alt werden würden) denn sie entfernen sich mit Überlichtgeschwindigkeit von uns, und ihr Licht wird uns deshalb nie erreichen.


Eigentlich wollte ich mich raushalten, da ja prizipiell schon alles gesagt wurde. Und weil ihr den Thread Ersteller womöglich schon verloren habt... Laughing

Doch wenn du Zeit hast, erkläre mir das doch bitte. Wie soll das gehen? Meines Wissens entfernt sich selbst der Ereignishorizon gerade einmal mit Lichtgeschwindigkeit.


Der Ereignishorizont ja, aber das dahinter ist schneller. Der Raum kann sich (von uns aus gesehen) durchaus mit mehr als Lichtgeschwindigkeit ausdehnen und tut das auch. Nimm doch einfach mal die Hubble-Konstante (ca 70km/s pro Megaparsec) und multipliziere die mit den ~14Milliarden Lichtjahren.

Für diejenigen, die mehr Information wollen, empfehle ich die Serie "Terra X Lesch & Co" https://www.youtube.com/channel/UC5E9-r42JlymhLPnDv2wHuA

Und wer gut Englisch kann, kann sich durch "PBS Space Time" durcharbeiten. https://www.youtube.com/channel/UC7_gcs09iThXybpVgjHZ_7g

Viele Grüße
Rainer Prem
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Rainer Prem
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BeitragVerfasst am: 26.08.2019 09:38    Titel: Antworten mit Zitat

V.K.B. hat Folgendes geschrieben:
Ich verstehe auch nicht, wie sich etwas mit Überlichtgeschwindigkeit von uns entfernen soll, wenn Lichtgeschwindigkeit doch das theoretische Maximum ist. Und dann auch noch was Materielles wie Sterne?



Ganz einfach: Die Sterne selbst bewegen sich auch nicht schneller als unsere Sonne, sondern der Raum zwischen uns und diesen Sternen dehnt sich aus.
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Gliese581
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BeitragVerfasst am: 26.08.2019 10:09    Titel: Antworten mit Zitat

Die Erklärung mit der Raumausdehnung hab ich ja schon gegeben. Aber, dass sich Sterne nicht schneller als die Sonne bewegen, stimmt natürlich so generell nicht. Sie haben ganz unterschiedliche Eigenbewegungen.

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geomorph
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BeitragVerfasst am: 26.08.2019 10:22    Titel: Antworten mit Zitat

Rainer Prem hat Folgendes geschrieben:
Der Ereignishorizont ja, aber das dahinter ist schneller. Der Raum kann sich (von uns aus gesehen) durchaus mit mehr als Lichtgeschwindigkeit ausdehnen und tut das auch. Nimm doch einfach mal die Hubble-Konstante (ca 70km/s pro Megaparsec) und multipliziere die mit den ~14Milliarden Lichtjahren.


Vielen Dank für die Info. Wie oben schon geschrieben, hab ich fälschlicherweise angenommen, dass nach dem Ereignishorizont der Urknall stattfindet und es daher ein "dahinter" nicht existiert.

Das mit der Hubble Konstante ist mir bewusst. So leicht, die Geschwindigkeit so auszurechnen, wie du oben beschreibst, ist es leider nicht. Würde ich deine Berechnung oben durchführen würde ich nicht einmal auf Lichtgeschwindigkeit kommen. (Anmerkung: 1 Megaparsec sind ca. 3.26 Millionen Lichtjahre)

Bitte vergiss nicht, dass unser Universum keine ~14Milliarden Lichtjahre gross ist, sondern um einiges grösser. Eine (aus heutiger Sicht) 40 Milliarden Lichtjahre entfernte Galaxie würde sich mittels Hubble Konstante  relativ zu uns schon um einiges schneller entfernen.


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Rainer Prem
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BeitragVerfasst am: 26.08.2019 21:46    Titel: Antworten mit Zitat

Gliese581 hat Folgendes geschrieben:
Die Erklärung mit der Raumausdehnung hab ich ja schon gegeben. Aber, dass sich Sterne nicht schneller als die Sonne bewegen, stimmt natürlich so generell nicht. Sie haben ganz unterschiedliche Eigenbewegungen.


Da habe ich mich etwas zu kurz ausgedrückt: Natürlich gibt es Sterne, die sich (lokal im Verhältnis zu ihren Nachbarn oder zum Zentrum ihrer jeweiligen Galaxis) schneller bewegen, aber nicht *viel* schneller. Auf keinen Fall auch nur annähernd 300.000 km/s.
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joe0722
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BeitragVerfasst am: 14.09.2019 17:21    Titel: Antworten mit Zitat

Na, da hab ich aber was losgetreten...aber ein hochinteressantes Thema..

Nun, ich habe nochmals kreuz und quer recherchiert und bin jetzt zum Ergebnis gekommen, daß ich die Erklärung zu meiner "Raumschiffreise" der Phantasie des Lesers überlasse.
Die Grundüberlegung meiner Geschichte geht der Frage nach: "Woher kommen wir" und im Zuge dessen stellt sich dann die Frage: "Was befindet sich ausserhalb unseres Universums".

Ursprünglich wollte ich die Geschichte ganz früh beginnen, zu der Zeit, als mein Raumschiff noch geplant und konstruiert wird.

Da aber ein solches Mammutprojekt nicht innerhalb einiger Generationen realisierbar ist, mache ich einen großen Sprung nach vorne, viele tausend Jahre später und erzähle in Rückblenden.

Wie schon in meinem letzten Beitrag erwähnt, lese ich gerade einen SF-Roman, der sich große technische Erklärungen erspart, hart an der Fantasy kratzt und trotzdem beim lesen plausibel rüberkommt.

Gruß
Joe
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